Diseño y cálculo de instalaciones de fluidos para una nave industrial de proceso agro-alimentario

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CARTAGENA

Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial

Diseño y cálculo de instalaciones de fluidos para una nave industrial de

proceso agro-alimentario

TRABAJO FIN DE MÁSTER MÁSTER EN INGENIERÍA INDUSTRIAL

Autor: David Espejo García

Director: Manuel M. Sánchez Nieto

Departamento de Ingeniería Térmica y de fluidos

Cartagena, Marzo de 2019

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A aquellos que, a lo largo de esta etapa, han estado ahí…

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El presente Trabajo Fin de Máster tiene como objetivo principal el cálculo y diseño de las instalaciones de ventilación, climatización, agua caliente sanitaria (ACS) y sistema contra- incendios de una nave industrial para proceso agroalimentario.

Tras un primer ejercicio de definición del edificio, se procede al cálculo y dimensionado de cada una de las instalaciones, haciendo cumplir la normativa vigente y garantizando en todo momento la salud y bienestar de las personas, así como la integridad de la planta y los productos que allí son procesados. Además, se ha proyectado teniendo en cuenta la eficiencia energética del edificio, destacando, en este sentido, la instalación de energía solar térmica para producción de ACS.

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The main purpose of this Final Work Degree is to estimate and design the ventilation ducts, the air conditioner, the hot water (DHW) and finally, the fire-fighting system of an agro-food industry.

After a main description of the building itself, we will proceed to the calculation and measured of each of the facilities. The current regulations will be enforced and the health and well-being of people ensured at any time. Besides, the integrity of the industrial plant and its processed goods have been taken into consideration. In addition, the energy efficiency of the building has not been forgotten, emphasizing the thermal solar energy installation for the ACS production.

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- RITE. Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios - CTE. Código Técnico de la Edificación

- UNE 149201. Abastecimiento de agua. Dimensionado de instalaciones de agua para consumo humano dentro de los edificios.

- UNE EN ISO 10077. Comportamiento térmico de ventanas, puertas y persianas. Cálculo de la transmitancia térmica.

- Real Decreto 1618/1990, de 4 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de instalaciones de Calefacción y Climatización y Agua caliente sanitaria con el fin de racionalizar su consumo.

- Real Decreto 865/2003, de 4 de julio, por el que se establecen los criterios higiénico- sanitarios para la prevención y control de la legionelosis.

- Real Decreto 2267/2004, de 3 de diciembre, por el que se aprueba el Reglamento de seguridad contra incendios en los establecimientos industriales.

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MEMORIA

DISEÑO Y CÁLCULO DE INSTALACIONES DE FLUIDOS PARA UNA NAVE INDUSTRIAL DE PROCESO AGRO-ALIMENTARIO

DAVID ESPEJO GARCÍA

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CARTAGENA

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ÍNDICE DE CONTENIDO

EMPLAZAMIENTO Y DESCRIPCIÓN DE LA PARCELA

DISEÑO EN PLANTA DE LA INDUSTRIA

INSTALACIÓN DE VENTILACIÓN

INSTALACIÓN DE AGUA FRÍA

INSTALACIÓN DE ACS

INSTALACIÓN DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

INSTALACIÓN CLIMATIZACIÓN

INSTALACIÓN CONTRA INCENDIO

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MEMORIA

EMPLAZAMIENTO Y DESCRIPCIÓN DE LA PARCELA

DAVID ESPEJO GARCÍA

MÁSTER EN INGENIERÍA INDUSTRIAL Universidad Politécnica de Cartagena

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ÍNDICE DE CONTENIDO

UBICACIÓN 4

Superficie 4

INFRAESTRUCTURAS E INSTALACIONES DISPONIBLES 5

Instalaciones disponibles 5

Infraestructuras cercanas 5

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ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Vista aérea de la parcela. Fuente: www.google.com 4

Figura 2. Vista frontal de la parcela. Fuente: www.google.com 5

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ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Instalaciones disponibles. Fuente: elaboración propia 5

Tabla 2. Infraestructuras cercanas. Fuente: elaboración propia 5

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4 UBICACIÓN

La parcela elegida para la construcción de la planta industrial se encuentra a las afueras de Fuente Álamo de Murcia (ver plano 01 Plano de situación).

En los últimos años, Fuente Álamo se ha convertido en una de las localidades de la región donde más han crecido las actividades agrícolas. El hecho de estar situado dentro del campo de Cartagena, hace que el municipio disponga de grandes extensiones de terreno para el desarrollo de la agricultura.

Además, la parcela linda con la carretera RM 602, lo que hace que el emplazamiento sea inmejorable para el desarrollo de una actividad industrial.

SUPERFICIE

La superficie de la parcela es de 44.431 m² (ver figura 1). Esta superficie es más que suficiente la construcción de una industria agroalimentaria.

Figura 1. Vista aérea de la parcela. Fuente: www.google.com

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5

Figura 2. Vista frontal de la parcela. Fuente: www.google.com

INFRAESTRUCTURAS E INSTALACIONES DISPONIBLES

En este apartado se definen las instalaciones de las que dispone la parcela, así como las infraestructuras más cercanas. Estos servicios es importante tenerlos en cuenta a la hora de elegir la ubicación de la industria, ya que pueden tener un impacto positivo para el desarrollo de la planta.

INSTALACIONES DISPONIBLES

Las infraestructuras están disponibles a pie de parcela, y son las siguientes:

Tabla 1. Instalaciones disponibles. Fuente: elaboración propia

Infraestructura Compañía suministradora

Agua GESTAGUA

Electricidad IBERDROLA

Telecomunicaciones Telefónica

INFRAESTRUCTURAS CERCANAS

Además de estas infraestructuras, se deben tener en cuenta aquellas que, por su cercanía, pueden tener un impacto positivo en la actividad de la industria. Estas se recogen en la tabla 2:

Tabla 2. Infraestructuras cercanas. Fuente: elaboración propia

Infraestructura Distancia [km]

Aeropuerto Internacional de Corvera 21

Puerto de Cartagena 28

Autovía RM-2 Alhama-Campo de Cartagena 3

Autovía A-30 de Murcia 9

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6

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MEMORIA

DISEÑO EN PLANTA DE LA INDUSTRIA

DAVID ESPEJO GARCÍA

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1

ÍNDICE DE CONTENIDO

ESTUDIO DE DISEÑO EN PLANTA 4

Espacios en los que se divide la industria 4

Servicios directamente relacionados con la producción 4

Servicios auxiliares a la producción 8

Metodología utilizada. Systematic layout planning (slp) 12

Fase de definición 12

Relación entre actividades 12

Diagrama relacional de espacios 16

Fase de evaluación e implantación 18

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2

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Cámaras frigoríficas. Fuente: www.corpfeser.com 5

Figura 2. Muelle de carga. Fuente: www.metalsystem.es 5

Figura 3. Área de carga y descarga. Fuente: Proyectos y urbanismo industrial, Dra. M. Socorro García

Cascales 6

Figura 4. Báscula. Fuente: www.megapes.net 6

Figura 5. Caja de cartón. Fuente: www.iberwash.com 7

Figura 6. Rollo de plástico para embalaje. Fuente: www.retif.es 7

Figura 7. Contenedores agrícolas. Fuente: www.mundoplastic.com 8

Figura 8. Depósitos de agua. Fuente: www.misteragua.com 8

Figura 9. Barra de apoyo abatible. Fuente: www.nano-k.org 10

Figura 10. Aseo de minusválidos. Fuente: www.blendiberia.com 10

Figura 11. Camiones en batería. Fuente: www.mercedes-benz.com 11

Figura 12. Pulverizador. Fuente: www.solanohorizonte. 12

Figura 13. Diagrama relacional de espacios. Fuente: elaboración propia 17

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ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Actividades de la planta industrial. Fuente: elaboración propia 12

Tabla 2. Tipo de relajación. Fuente: elaboración propia 13

Tabla 3. Motivos o causas de las relaciones entre actividades. Fuente: elaboración propia 13 Tabla 4. Tabla relacional de actividades. Fuente: elaboración propia 15 Tabla 5. Tipo de relación entre los diferentes espacios. Fuente: elaboración propia 16

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4 ESTUDIO DE DISEÑO EN PLANTA

El estudio de diseño en planta de la industria es el punto de partida para el diseño del resto de instalaciones. Define cada uno de los espacios que componen la industria, dando una visión general del proceso productivo. A su vez, define el tamaño de cada uno de los espacios, así como su forma y su ubicación dentro de la industria.

Entre los objetivos buscados por el estudio de diseño en planta, destacan:

- Integrar el conjunto

- Minimizar la distancia recorrida

- Ordenar la circulación o flujo de materiales - Flexibilizar la distribución

- Tener en cuenta la satisfacción y la seguridad ESPACIOS EN LOS QUE SE DIVIDE LA INDUSTRIA

En la industria que se pretende diseñar debe estar acondicionada de manera que permita el buen desarrollo de las actividades propias de una industria agroalimentaria. Los espacios en los que quedará dividida la industria pueden clasificarse principalmente en:

a) Servicios directamente relacionados con la producción b) Servicios auxiliares a la producción

SERVICIOS DIRECTAMENTE RELACIONADOS CON LA PRODUCCIÓN

Este grupo englobaría todos aquellos servicios o espacios que están vinculados directamente con el proceso productivo de la planta. Entre ellos podemos destacar:

 Zona de producción

 Cámaras frigoríficas

 Muelle de carga

 Báscula

 Cartón

 Almacenamiento de embalaje

 Almacenamiento cajas de plástico

 Depósito de agua de reserva

A continuación, se describen cada uno de estos espacios.

ZONA DE PRODUCCIÓN

La zona de producción debe ser lo suficientemente amplia como para albergar todos aquellos equipos necesarios en el proceso productivo. Serán imprescindibles zonas reservadas para el trasiego de materia prima, principalmente mediante el uso de carretillas elevadoras. Se estima que, según el nivel de producción de la planta, el espacio reservado para producción es de 1185 m².

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5 CÁMARAS FRIGORÍFICAS

La industria dispondrá de dos cámaras frigoríficas independientes, una para género “sucio” o recién llegado de la plantación, y otra para género “limpio” o listo para su venta. Cada una de ellas tendrá una superficie de 200 m².

Figura 1. Cámaras frigoríficas. Fuente: www.corpfeser.com

MUELLE DE CARGA

El muelle de carga es una parte fundamental para una industria agroalimentaria. Permite la descarga de materia prima, así como la carga del producto procesado. En la planta industrial hay 2 muelles de carga, y la superficie que ocuparán será de 40 m². Además, frente a los muelles de carga, habrá el suficiente espacio como para permitir la maniobrabilidad de camiones (25 m).

Figura 2. Muelle de carga. Fuente: www.metalsystem.es

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Figura 3. Área de carga y descarga. Fuente: Proyectos y urbanismo industrial, Dra. M. Socorro García Cascales

BÁSCULA

La báscula es un dispositivo que permite pesar cada uno de los camiones de entran o salen de la planta. La superficie necesaria para su instalación es de 65 m², y comprende tanto la superficie donde se sitúa el camión, como las dos rampas de acceso.

Figura 4. Báscula. Fuente: www.megapes.net

CARTÓN

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7

El proceso productivo que se llevará a cabo en la planta industrial requiere de grandes cantidades de cartón para empaquetado de fruta. Se estima que la superficie necesaria para el almacenaje de cajas de cartón sea de 145 m².

Se hace necesario que este material esté situado cerca del proceso productivo, con el objetivo de minimizar la distancia recorrida por los operarios, así como los tiempos.

Figura 5. Caja de cartón. Fuente: www.iberwash.com

ALMACENAMIENTO DE EMBALAJE

La superficie estimada para almacenaje de embalajes de plástico es de 38 m². Este plástico, junto al cartón, servirá para el envasado de producto.

El almacenaje de estos productos se hará al lado del cartón y lo más cerca posible de la línea de producción.

Figura 6. Rollo de plástico para embalaje. Fuente: www.retif.es

ALMACENAMIENTO DE CONTENEDORES DE PLÁSTICO

Se dejará un espacio reservado para el almacenamiento de cajas y contenedores de plástico utilizadas en la recolecta y transporte de la materia prima. La superficie destinada a este fin es de 96 m².

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Figura 7. Contenedores agrícolas. Fuente: www.mundoplastic.com

DEPÓSITO DE AGUA DE RESERVA 50 m²

Figura 8. Depósitos de agua. Fuente: www.misteragua.com

SERVICIOS AUXILIARES A LA PRODUCCIÓN

Son aquellos que no están vinculados directamente al proceso industrial, pero son necesarios para el mismo. Los servicios auxiliares de los que dispondrá esta planta son:

 Recepción

 Oficinas

 Aseos

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 Comedor

 Vestuarios

 Aparcamiento de clientes

 Aparcamiento de empleados

 Aparcamiento de camiones

 Almacén de maquinaria agrícola

A continuación, se describen cada uno de estos espacios.

RECEPCIÓN

La recepción es un espacio necesario y destinado a los visitantes o clientes de la industria. El espacio reservado para ello es de 8 m².

OFICINAS

Toda actividad industrial hace imprescindible tener un espacio reservado para oficinas. En este caso, se estima conveniente disponer de un espacio de 87 m², en el que se puede diferenciar tres zonas diferentes:

- Oficina principal - Despacho individual - Sala de juntas ASEOS

Los aseos estarán situados en el edificio de servicios auxiliares de la industria, para dar servicio al personal de oficina y visitantes. Para el personal de producción, serán los vestuarios los que den ese servicio.

Los aseos se dividirán en:

- Aseo masculino - Aseo femenino - Aseo de minusválidos

En conjunto, la necesidad de espacio de los aseos es de 32 m².

El aseo de minusválidos debe estar adaptado a la normativa de accesibilidad. Para ello, el Documento Básico de Seguridad de Utilización y Accesibilidad del Código Técnico de la Edificación establece una serie de requisitos a cumplir:

- El aseo debe estar comunicado con un “itinerario accesible”. En este ámbito, destaca la instalación de rampas de acceso al interior de la nave.

- Debe tener un espacio de giro de diámetro de 1,5 m libre de obstáculos.

- Puertas abatibles al exterior.

- Barras de apoyo abatibles, separadas del paramento 45-55 mm, y a una altura entre 70- 75 cm. En inodoros, una barra horizontal a cada lado, con una separación de 65-70 cm

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10

entre sí. La separación lateral entre la barra de apoyo y cualquier obstáculo será de 80 cm.

Figura 9. Barra de apoyo abatible. Fuente: www.nano-k.org

- Las puertas permitirán un ancho libre de 80 cm.

- Los lavabos tendrán una altura mínima en su parte inferior de 70 cm y un fondo mínimo de 25 cm.

Figura 10. Aseo de minusválidos. Fuente: www.blendiberia.com

COMEDOR

El comedor es un servicio que la planta debe tener si el personal no puede salir para comer. La superficie será de 52 m² y tendrá una capacidad para 32 personas. Además, dispondrá de los siguientes servicios:

- 3 fregaderos - 2 frigoríficos - 3 microondas VESTUARIOS

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Los vestuarios son necesarios cuando los trabajadores llevan ropa específica para su actividad dentro del proceso productivo.

Se situarán entre la entrada de personal y la zona de trabajo. Habrá un vestuario para cada género y la superficie necesaria es de 65 m².

APARCAMIENTO DE CLIENTES

El aparcamiento de clientes se sitúa en la parte delantera de la nave, con acceso directo a las oficinas. El espacio disponible es de 173 m², y en ellos se establecerán 16 plazas de aparcamiento, de las cuales, 4 estarán reservadas para discapacitados.

APARCAMIENTO DE EMPLEADOS

El aparcamiento de empleados estará en un lugar no visible desde la fachada de la nave. Se ha reservado todo el lateral izquierdo de la nave, formando una calle en la que se puede aparcar a ambos lados. Este aparcamiento tendrá una superficie de 580 m² y dará plazas suficientes para todos los empleados de la factoría.

APARCAMIENTO DE CAMIONES

El aparcamiento de camiones estará alejado de la entrada a la parcela, con el objetivo de no interceder en el trasiego de otros vehículos. Al igual que en la zona de carga y descarga, habrá el espacio suficiente (25 m) para permitir la maniobrabilidad de los vehículos. En total, la reserva de espacio para este fin es de 300 m².

Figura 11. Camiones en batería. Fuente: www.mercedes-benz.com

ALMACÉN DE MAQUINARÍA AGRÍCOLA

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Se prevé un espacio reservado como almacén de maquinaria agrícola. Dicho espacio debe ser lo suficientemente amplio como para albergar toda la maquinaria utilizada para sembrar, abonar, pulverizar y recolectar el producto del campo. Además, debe permitir la maniobrabilidad de cada uno de estos equipos. Es por ello que la superficie reservada será de 750 m².

Figura 12. Pulverizador. Fuente: www.solanohorizonte.

METODOLOGÍA UTILIZADA. SYSTEMATIC LAYOUT PLANNING (SLP)

El layout o distribución en planta, tiene por objeto la ordenación racional de los elementos involucrados en los sistemas de producción. En caso, el método utilizado es el Systematic layout planning o SLP. Este método se basa en 4 etapas fundamentales:

1. Fase de definición

2. Relación entre actividades 3. Diagrama relacional de espacios 4. Fase de evaluación e implantación

FASE DE DEFINICIÓN

En la fase de definición se determina qué producir, cuanto y en cuanto tiempo. A partir de aquí se determinarán las dimensiones de la planta industrial.

RELACIÓN ENTRE ACTIVIDADES

La relación entre actividades se realiza mediante la tabla relacional de actividades, cuyos objetivos son:

- Mostrar las diferentes actividades a desarrollar en la industria y sus necesidades de relación. En esta planta, las diferentes actividades se pueden resumir en la tabla 1.

Tabla 1. Actividades de la planta industrial. Fuente: elaboración propia

1 Recepción

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13 2 Oficinas

3 Aseos 4 Comedor 5 Vestuarios

6 Aparcamiento clientes 7 Aparcamiento empleados 8 Aparcamiento camiones 9 Zona de producción 10 Cámara frigorífica

11 Almacén maquinaria agrícola 12 Muelle de carga

13 Báscula

14 Almacenamiento de cartón 15 Almacenamiento de embalaje 16 Almacenamiento cajas de plástico 17 Depósito de agua de reserva

- Evaluar la importancia de la proximidad entre actividades

- Los diferentes grados de relación de actividades se representa con la siguiente tabla:

Tabla 2. Tipo de relajación. Fuente: elaboración propia

Código Tipo de Relación

A Relación absolutamente importante E Relación especialmente importante

I Relación importante

O Relación ordinaria

U Relación sin importancia

X Relación no deseada

- Las diferentes causas o motivos de las relaciones vienen determinadas por un número:

Tabla 3. Motivos o causas de las relaciones entre actividades. Fuente: elaboración propia

Código Motivo o Causa

1 Recorrido de material/Transporte

2 Recorrido de personal

3 Estética, ruidos, higiene y otras molestias 4 Uso compartido de equipos de trabajo

5 Comodidad

6 Control de calidad

7 Dependencia del proceso

Con esto, la relación entre las distintas actividades presentes en la industria quedaría del modo mostrado en la tabla 4:

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14

(32)

15

Tabla 4. Tabla relacional de actividades. Fuente: elaboración propia

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

1 Recepción

2 Oficinas A-2

3 Aseos A-2 A-2

4 Comedor U O-2 U

5 Vestuarios U U U A-2

6 Aparcamiento clientes A-2 E-2 U U U

7 Aparcamiento empleados U E-2 U E-2 A-2 U

8 Aparcamiento camiones U U U U U U U

9 Zona de producción U O-3 O-2 A-2 A-2 U O-2 U

10 Cámara frigorífica U U U U U U U U A-1

11 Almacén maquinaria agrícola U U U U U U U O-1 O-1 U

12 Muelle de carga U U U U U X-1 X-1 O-1 A-1 A-1 O-1

13 Báscula U U U U U X-1 X-1 E-1 O-1 O-1 U E-1

14 Almacenamiento de cartón U U U U U U U U A-1 U U U U

15 Almacenamiento de embalaje U U U U U U U U A-1 U U U U I-5

16 Almacenamiento cajas de plástico U U U U U U U U A-1 U U U U U U

17 Depósito de agua de reserva U U U U U U U U A-1 U U U U U U U

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16 DIAGRAMA RELACIONAL DE ESPACIOS

El diagrama relacional de espacios refleja en forma de diagrama la información contenida en la tabla relacional de actividades. Para ello relaciona cada una de las actividades mediante un código de color o código de línea que corresponda, según la tabla 5:

Tabla 5. Tipo de relación entre los diferentes espacios. Fuente: elaboración propia

Código Tipo de Relación Color Líneas de trazado A Relación absolutamente importante 4

E Relación especialmente importante 3

I Relación importante 2

O Relación ordinaria ¹

U Relación sin importancia -

X Relación no deseada -

El diagrama relacional de espacios de la planta agroalimentaria quedaría según la figura 13:

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17

Figura 13. Diagrama relacional de espacios. Fuente: elaboración propia

11

12

(87 m²)

(8 m²)

(65 m²)

(40 m²)

(32 m²)

(65 m²)

17 9

8

(580 m²)

(173 m²)

16

(52 m²)

(145 m²)

15

(300 m²)

(130 m²)

10

2

1

13

(1185 m²)

3

5

(750 m²)

(400 m²) (40 m²)

7 6 4

14

(50 m²)

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18 FASE DE EVALUACIÓN E IMPLANTACIÓN

Una vez realizado este estudio, se está en condiciones de presentar la distribución en planta óptima de la industria que se pretende proyectar. Para ello, se adjunta el plano correspondiente al diseño en planta final de las instalaciones.

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19

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MEMORIA

INSTALACIÓN DE VENTILACIÓN

DAVID ESPEJO GARCÍA

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1

ÍNDICE DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN 4

PARÁMETROS DE DISEÑO 4

Temperatura operativa y humedad relativa 4

Velocidad media del aire 5

Exigencias de calidad del aire interior 5

Caudal mínimo del aire exterior de ventilación 6

Filtración del aire exterior de ventilación 7

Selección de los filtros 8

Aire de extracción 9

DISEÑO DE LA RED DE CONDUCTOS DE VENTILACIÓN 10

Red de impulsión 11

Caudal de aire de ventilación 11

Conducto principal. 12

Derivaciones 14

Red de extracción 15

Conducto principal red A 15

Derivaciones red A 17

Conducto principal red b 18

Derivaciones red B 19

Punto más desfavorable 20

VENTILADOR 20

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2

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Filtro F5 KF 65 041. Fuente: Salvador Escoda S.A 9

Figura 2. Filtro KF 65 101 (F6), KF 65 105 (F7) y KF 65 109 (F8). Fuente: Salvador Escoda S.A 9 Figura 3. Conducto circular de ventilación. Fuente: www.gersal.com 11 Figura 4. Difusor de techo TROX TECHNIK ADLR. Fuente: www.trox.es 13 Figura 5. Rejilla de extracción TROX AH AF. Fuente: www.trox.es 15

Figura 6. Rejilla AR-A. Fuente: www.trox.es 16

Figura 7. Ventilador modelo CBD. Fuente: www.sodeca.com 21

Figura 8. Selección del ventilador. Fuente: elaboración propia 22

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3

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Condiciones interiores de diseño. Fuente: RITE (Reglamento de Instalaciones Térmicas en los

Edificios) 4

Tabla 2. Exigencias de calidad del aire interior en cada una las zonas de la planta industrial. Fuente:

elaboración propia 6

Tabla 3. Caudales de aire exterior por persona. Fuente: RITE (Reglamento de Instalaciones Térmicas en

los Edificios) 6

Tabla 4. Caudal de aire exterior en cada uno de los locales del edificio de servicios auxiliares. Fuente:

elaboración propia 7

Tabla 5. Clases de filtración. Fuente: RITE (Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios) 8 Tabla 6. Clase de filtración aplicable a cada zona. Fuente: elaboración propia 8

Tabla 7. Filtros seleccionados. Fuente: elaboración propia 8

Tabla 8. Categoría del aire de extracción para cada zona. Fuente: elaboración propia 10

Tabla 9. Caudal de ventilación. Fuente: elaboración propia 11

Tabla 10. Dimensionamiento del conducto principal de la red de impulsión. Fuente: elaboración propia 12

Tabla 11. Difusores instalados. Fuente: elaboración propia 13

Tabla 12. Pérdida de carga total por tramo. Fuente: elaboración propia 13 Tabla 13. Dimensionamiento de las derivaciones de la red de impulsión. Fuente: elaboración propia 14

Tabla 14. Difusores instalados. Fuente: elaboración propia 14

Tabla 15. Pérdida de carga total por tramo. Fuente: elaboración propia 14 Tabla 16. Dimensionamiento del conducto principal de la red de extracción A. Fuente: elaboración

propia 16

Tabla 17. Rejillas instaladas. Fuente: elaboración propia 16

Tabla 18. Pérdida de carga total por tramo. Fuente: elaboración propia 17 Tabla 19. Dimensionamiento de las derivaciones de la red de extracción A. Fuente: elaboración propia 17

Tabla 21. Pérdida de carga total por tramo. Fuente: elaboración propia 18 Tabla 22. Dimensionamiento del conducto principal de la red de extracción B. Fuente: elaboración

propia 18

Tabla 24. Pérdida de carga total por tramo. Fuente: elaboración propia 19 Tabla 25. Dimensionamiento de las derivaciones de la red de extracción B. Fuente: elaboración propia 19

Tabla 27. Pérdida de carga total por tramo. Fuente: elaboración propia 20 Tabla 28. Posibles puntos más desfavorables.Fuente: elaboración propia 20

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4 INTRODUCCIÓN

Este capítulo se centra en el diseño de la instalación de ventilación de la planta industrial objeto de estudio.

El objetivo final de este estudio es seleccionar los equipos de ventilación más adecuados para compensar las pérdidas de presión producidas. A continuación, se desarrolla paso a paso el estudio realizado.

PARÁMETROS DE DISEÑO

En este apartado se detallan cada uno de los parámetros de diseño que se deben tener en cuenta para el correcto diseño de la instalación. Entre ellos destacan:

1. Temperatura operativa y humedad relativa 2. Velocidad media del aire

3. Exigencias de calidad del aire interior

4. Caudal mínimo del aire exterior de ventilación 5. Filtración del aire exterior de ventilación 6. Aire de extracción

TEMPERATURA OPERATIVA Y HUMEDAD RELATIVA

A la hora de fijar las condiciones interiores de diseño, el RITE nos indica los valores de temperatura y humedad relativa en base a tres criterios, que son:

- La actividad metabólica de las personas - Grado de vestimenta

- Porcentaje de insatisfechos (PPD)

Según esto, se introduce la tabla 1 que nos da los valores de temperatura operativa y humedad relativa para las siguientes condiciones:

1. Personas con actividad metabólica sedentaria de 1,2 met 2. Grado de vestimenta de 0,5 clo en verano y 1 clo en invierno 3. Porcentaje de insatisfechos entre el 10 y el 15%

Tabla 1. Condiciones interiores de diseño. Fuente: RITE (Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios)

Condiciones interiores de diseño

Estación Temperatura operativa ⁰C Humedad relativa %

Verano 23…25 40…60

Invierno 21…25 40…50

Según esto, para cálculos posteriores se establecen las siguientes condiciones interiores en cuanto a temperatura operativa y humedad relativa se refiere:

a) Verano: temperatura operativa entre 23 y 25 ⁰C y entre 45 y 60% de humedad relativa.

(42)

5

b) Invierno: temperatura operativa entre 21 y 23 ⁰C y entre 40 y 50% de humedad relativa.

VELOCIDAD MEDIA DEL AIRE

En cuanto a la velocidad media del aire en el interior del edificio, el RITE nos dice que la velocidad del aire en la zona ocupada se mantendrá dentro de los límites de bienestar, teniendo en cuenta la actividad de las personas y su vestimenta, así como la temperatura del aire y la intensidad de la turbulencia.

Para valores de temperatura seca (t) del aire comprendidas entre 20 ⁰C y 27 ⁰C, el RITE plantea varias ecuaciones posibles. En nuestro caso, la expresión utilizada para el cálculo de la velocidad del aire en la sala se relaciona con las siguientes hipótesis:

- Difusión por mezcla

- Intensidad de la turbulencia del 40%

- PPD por corrientes de aire del 15%

𝑉 = 𝑡

100− 0.07 𝑚/𝑠

Calculando el caso más desfavorable, es decir, con una temperatura seca t=27 ⁰C, la velocidad media del aire es de 0,2 m/s.

EXIGENCIAS DE CALIDAD DEL AIRE INTERIOR El RITE establece que:

“Los edificios dispondrán de un sistema de ventilación para el aporte del suficiente caudal de aire exterior que evite, en los distintos locales en los que se realice alguna actividad humana, la formación de elevadas concentraciones de contaminantes”

Con esto, se establecen 4 categorías de calidad de aire interior (IDA), en función del uso del edificio, que son:

- IDA 1 (aire de óptima calidad): hospitales, clínicas, laboratorios y guarderías.

- IDA 2 (aire de buena calidad): oficinas, residencias (locales comunes de hoteles y similares, residencias de ancianos y de estudiantes), salas de lectura, museos, salas de tribunales, aulas de enseñanza y asimilables y piscinas.

- IDA 3 (aire de calidad media): edificios comerciales, cines, teatros, salones de actos, habitaciones de hoteles y similares, restaurantes, cafeterías, bares, salas de fiestas, gimnasios, locales para el deporte (salvo piscinas) y salas de ordenadores.

- IDA 4 (aire de calidad baja)

Para determinar la categoría de aire interior que corresponde a nuestro estudio, debemos hacer antes distinción entre las distintas zonas que componen nuestro edificio. Se diferenciarán de esta forma 3 zonas básicas en función de su uso y ocupación:

A. Oficinas, vestuarios, baños y comedor B. Zona de producción

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6 C. Zona de garaje (maquinaría agrícola)

Por tanto, según lo anterior, la categoría de calidad de aire interior es en cada zona es:

Tabla 2. Exigencias de calidad del aire interior en cada una las zonas de la planta industrial. Fuente: elaboración propia

Zona Descripción IDA

A Oficinas, vestuarios, baños y comedor IDA 2

B Zona de producción IDA 3

C Zona de garaje (maquinaría agrícola) IDA 4 CAUDAL MÍNIMO DEL AIRE EXTERIOR DE VENTILACIÓN

Para alcanzar las categorías de calidad de aire interior expuestas en el apartado anterior, el RITE proporciona 5 métodos para el cálculo del caudal mínimo de aire exterior de ventilación. A continuación, se numeran cada uno de ellos:

a) Método indirecto de caudal de aire exterior por persona b) Método directo por calidad del aire percibido

c) Método directo por concentración de C02

d) Método indirecto de caudal de aire por unidad de superficie e) Método de dilución

En este caso, el método utilizado para el cálculo del caudal de ventilación ha sido el “Método indirecto de caudal de aire exterior por persona”. El uso de dicho método está justificado para edificios cuya actividad metabólica esté alrededor de 1,2 met, sea baja la producción de sustancias contaminantes y no esté permitido fumar.

En la tabla 3 se indica la cantidad de aire de ventilación por persona para cada una de las categorías de aire interior.

Tabla 3. Caudales de aire exterior por persona. Fuente: RITE (Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios)

Caudales de aire exterior, en dm³/s por persona

Categoría dm³/s por persona

IDA 1 20

IDA 2 12,5

IDA 3 8

IDA 4 5

A continuación, se establece una estimación del número de personas que estarán en cada una de las zonas. Cabe destacar que la zona A está formada por numerosas estancias, por lo que se ha desglosado cada una de ellas con el objetivo de realizar un análisis más específico. Así, para las zonas B y C tendremos:

Unidades ZONA B ZONA C

(44)

7

IDA - IDA 3 IDA 4

Nº personas - 30 4

Caudal por persona [dm³/s] 8 5

Caudal de ventilación [dm³/s] 240 20 Caudal de ventilación [m³/s] 0,24 0,02 Caudal de ventilación [m³/h] 864 72

Mientras que para la zona A, el desglose queda según la tabla 4:

Tabla 4. Caudal de aire exterior en cada uno de los locales del edificio de servicios auxiliares. Fuente: elaboración propia

IDA Nº

personas

Caudal/pers [dm³/s]

Caudal [dm³/s]

Caudal total [m³/h]

Oficina IDA 2 12 12,5 150 540

Despacho IDA 2 1 12,5 12,5 45

Sala de juntas IDA 2 7 12,5 87,5 315

Comedor IDA 2 30 12,5 375 1350

Aseos masculino IDA 2 2 12,5 25 90

Aseo femenino IDA 2 2 12,5 25 90

Aseo minusválidos IDA 2 1 12,5 12,5 45

Vestuario masculino IDA 2 6 12,5 75 270

Vestuario femenino IDA 2 6 12,5 75 270

TOTAL 3015

FILTRACIÓN DEL AIRE EXTERIOR DE VENTILACIÓN

Respecto al aire exterior de ventilación, el RITE nos indica lo siguiente:

- El aire exterior de ventilación, se introducirá debidamente filtrado en los edificios - La calidad del aire exterior (ODA) se clasificará de acuerdo con los siguientes niveles:

 ODA 1: aire puro que se ensucia sólo temporalmente (por ejemplo, polen).

 ODA 2: aire con concentraciones altas de partículas y, o de gases contaminantes.

 ODA 3: aire con concentraciones muy altas de gases contaminantes (ODA 3G) y, o de partículas (ODA 3P).

Así, en función del nivel de calidad de aire exterior, se establecen diversas clases de filtración, función de la calidad del aire interior (IDA) y el nivel de calidad del aire exterior (ODA). Para ello, el RITE expone la tabla 5:

(45)

8

Tabla 5. Clases de filtración. Fuente: RITE (Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios)

Clases de filtración Calidad del aire

exterior

Calidad del aire interior

IDA 1 IDA 2 IDA 3 IDA 4

ODA 1 F9 F8 F7 F5

ODA 2 F7 + F9 F6 + F8 F5 + F7 F5 + F6

ODA 3 F7 + GF (*) + F9 F7 + GF + F9 F5 + 7 F5 + F6 Según la zona en la que se ubicará la industria (zona rural, próxima a industrias ganaderas), la calidad del aire exterior corresponde con el nivel ODA 2 (aire con concentraciones altas de partículas y, o de gases contaminantes). Por ello, para cada una de las zonas (A, B o C) en las que hemos dividido de forma general nuestra industria, los filtros que se deberán instalar serán:

Tabla 6. Clase de filtración aplicable a cada zona. Fuente: elaboración propia

ZONA A ZONA B ZONA C

Clase de filtración F6+F8 F5+F7 -

Como se puede observar en la tabla anterior, en la zona C no será necesario la instalación de filtros, debido a la propia actividad del local (garaje). En este caso, bastará con asegurar una correcta ventilación del local, que garantice la extracción total de los gases de escape que pueda producir la maquinaria que allí se aloje.

SELECCIÓN DE LOS FILTROS

Los filtros que se deben instalar en cada una de las zonas son los siguientes:

Tabla 7. Filtros seleccionados. Fuente: elaboración propia

Zona Clase de filtración Filtro Proveedor Código Dimensiones

A F6+F8 F6 Salvador Escoda S.A KF 65 101 290x593x48

F8 Salvador Escoda S.A KF 65 109 290x593x48

B F5+F7 F5 Salvador Escoda S.A KF 65 041 290x593x45

F7 Salvador Escoda S.A KF 65 105 290x593x48 Las imágenes de los filtros se desglosan a a continuación:

(46)

9

Figura 1. Filtro F5 KF 65 041. Fuente: Salvador Escoda S.A

Figura 2. Filtro KF 65 101 (F6), KF 65 105 (F7) y KF 65 109 (F8). Fuente: Salvador Escoda S.A

AIRE DE EXTRACCIÓN

El RITE también regula el aire de extracción en función del uso del edificio. De esta manera, se pueden distinguir 4 categorías, desglosadas en el RITE de la siguiente forma:

a) AE 1 (bajo nivel de contaminación): aire que procede de los locales en los que las emisiones más importantes de contaminantes proceden de los materiales de construcción y decoración, además de las personas.

Está excluido el aire que procede de locales donde se permite fumar. Están incluidos en este apartado: oficinas, aulas, salas de reuniones, locales comerciales sin emisiones específicas, espacios de uso público, escaleras y pasillos.

b) AE2 (moderado nivel de contaminación): aire de locales ocupado con más contaminantes que la categoría anterior, en los que, además, no está prohibido fumar.

Están incluidos en este apartado: restaurantes, habitaciones de hoteles, vestuarios, aseos, cocinas domésticas (excepto campana extractora), bares, almacenes.

c) AE3 (alto nivel de contaminación): aire que procede de locales con producción de productos químicos, humedad, etc.

(47)

10

Están incluidos en este apartado: saunas, cocinas industriales, imprentas, habitaciones destinadas a fumadores. 50

d) AE 4 (muy alto nivel de contaminación): aire que contiene sustancias olorosas y contaminantes perjudiciales para la salud en concentraciones mayores que las permitidas en el aire interior de la zona ocupada.

Están incluidos en este apartado: extracción de campanas de humos, aparcamientos, locales para manejo de pinturas y solventes, locales donde se guarda lencería sucia, locales de almacenamiento de residuos de comida, locales de fumadores de uso continuo, laboratorios químicos.

Según lo anterior, en la industria objeto de estudio, la categoría del aire de extracción para cada una de las zonas diferenciadas sería:

Tabla 8. Categoría del aire de extracción para cada zona. Fuente: elaboración propia

ZONA A ZONA B ZONA C

Categoría del aire de extracción AE2 AE2 AE4

DISEÑO DE LA RED DE CONDUCTOS DE VENTILACIÓN

La red de conductos de ventilación se divide principalmente en dos partes:

- Red de Impulsión - Red de Extracción

Para cada una de las zonas diferenciadas en la industria, se han diseñados ambas redes siguiendo en todo momento los siguientes criterios:

1. Aseguramiento del servicio de ventilación 2. Cumplimiento de normativa aplicable 3. Trazado más corto posible

4. Tramos rectos con las mínimas curvas posibles 5. Mínimo impacto medio ambiental

6. Mínimo coste de operación

Cabe mencionar que, en este caso, la forma y geometría del edificio permite la instalación de conductos de sección circular, que irán montados sobre el techo del edificio de oficinas (Zona A). Para cada uno de los locales individuales, se instalarán las derivaciones correspondientes por el techo del local.

(48)

11

Figura 3. Conducto circular de ventilación. Fuente: www.gersal.com

RED DE IMPULSIÓN

La red de impulsión distribuye el aire de ventilación a cada uno de los locales que, en su conjunto, forman el edificio. Dicho aire será introducido por medio de difusores a cada una de las estancias.

Cabe destacar que, el diseño de la red de conductos de impulsión se centrará principalmente a la zona A (Oficinas, vestuarios, baños y comedor), ya que en las zonas B y C, debido a su geometría, no se hace necesario la instalación de conductos ventilación, sino que bastará con la abertura de las rejillas correspondientes.

A partir de aquí, se hace distinción entre:

- Conducto principal - Derivaciones

CAUDAL DE AIRE DE VENTILACIÓN

Antes de comenzar a dimensionar la red de conductos, es necesario conocer el caudal de aire que llega a cada local. Como bien se ha explicado con anterioridad, el caudal depende de la calidad del aire interior (ver tabla 9).

Tabla 9. Caudal de ventilación. Fuente: elaboración propia

IDA Nº

personas

Caudal/pers [dm³/s]

Caudal [dm³/s]

Caudal total [m³/h]

Oficina IDA 2 12 12,5 150 540

Despacho IDA 2 1 12,5 12,5 45

Sala de juntas IDA 2 7 12,5 87,5 315

Comedor IDA 2 30 12,5 375 1350

Aseos masculino IDA 2 2 12,5 25 90

Aseo femenino IDA 2 2 12,5 25 90

Aseo minusválidos IDA 2 1 12,5 12,5 45

(49)

12

Vestuario masculino IDA 2 6 12,5 75 270

Vestuario femenino IDA 2 6 12,5 75 270

TOTAL 3015

CONDUCTO PRINCIPAL.

El conducto principal es el encargado de distribuir el aire a cada una de las derivaciones que componen la red de impulsión.

La velocidad máxima del aire en el conducto de impulsión se ha limitado a 7 m/s. La razón por la que la velocidad se limita a este valor radica en que velocidades mayores a esta pueden producir corrientes perjudiciales para los ocupantes, así como ruidos innecesarios.

En la tabla 10, se han especificado las características que componen cada uno de los tramos que forman la red, así como la pérdida de carga que se produce en cada uno de ellos.

Tabla 10. Dimensionamiento del conducto principal de la red de impulsión. Fuente: elaboración propia

Tramo Longitud [m]

Caudal [m³/h]

Dnorm

[mm]

Velocidad real [m/s]

Pérdidas en el tramo, Hf [mm.c.a]

A-B 3 3015 400 6,66 0,59

B-C 1,32 1440 300 5,66 0,27

C-D 1,73 900 250 5,09 0,08

D-E 1,14 360 180 3,93 0,23

E-d 4,45 45 100 1,59 -0,26

D-F 4,73 540 225 3,77 0,66

F-a 9,54 270 160 3,73 1,96

B-G 6 1575 315 5,61 1,15

G-H 2,43 1395 300 5,48 0,40

H-h 1,29 1350 300 5,31 0,15

El conducto principal finaliza en varios difusores, instalados concretamente en el despacho, comedor y vestuario masculino. En la tabla 11, se muestra el modelo de difusor a instalar, así como sus principales características. Además, en la figura 4, se muestra el modelo de difusor indicado.

(50)

13

Figura 4. Difusor de techo TROX TECHNIK ADLR. Fuente: www.trox.es Tabla 11. Difusores instalados. Fuente: elaboración propia

Tramo Lugar de

instalación Modelo Caudal

[m³/h]

Pérdida de carga [mm.c.a]

E-d Despacho Difusor de techo TROX TECHNIK ADLR Tamaño 1 100 0,82 F-a Vestuario masculino Difusor de techo TROX TECHNIK ADLR Tamaño 3 300 0,71 H-h Comedor Difusor de techo TROX TECHNIK ADLR Tamaño 6 1500 2,24 La pérdida de carga producida en los difusores se suma a la pérdida de presión que se da en cada tramo de conductos. De esta manera, se obtiene la pérdida de carga producida en cada tramo (ver tabla 12).

Tabla 12. Pérdida de carga total por tramo. Fuente: elaboración propia

Tramo

Pérdidas en el tramo, Hf

[mm.c.a]

Pérdida de carga en el difusor [mm.c.a]

Pérdida de carga total, hf [mm.c.a]

A-B 0,59 - 0,59

B-C 0,27 - 0,27

C-D 0,08 - 0,08

D-E 0,23 - 0,23

E-d -0,26 0,82 0,56

D-F 0,66 - 0,66

F-a 1,96 0,71 2,68

B-G 1,15 - 1,15

G-H 0,40 - 0,40

H-h 0,15 2,24 2,39

9,00

En la tabla anterior se muestran los resultados obtenidos, en cuanto a pérdida de carga, para el conducto principal de la red de impulsión. Se llega a la conclusión que el tramo más desfavorable

(51)

14

es el H-h, con una pérdida de presión de 2,39 mm.c.a. Además, la pérdida de presión total que se produce en el conducto principal es de 9 mm.c.a.

DERIVACIONES

Las derivaciones corresponden con cada una de las ramas que conectan la red principal con cada uno de los locales a ventilar. Al igual que con el conducto principal, la velocidad del aire en las derivaciones se ha limitado a 7 m/s. Las características de los tramos que componen cada una de las derivaciones son las siguientes:

Tabla 13. Dimensionamiento de las derivaciones de la red de impulsión. Fuente: elaboración propia

Caudal [m³/h]

Dnorm

[mm]

C-e 1,5 540 225 3,77 0,21

E-c 0,5 315 180 3,44 0,08

F-b 0,5 270 160 3,73 0,10

G-I 3,28 180 140 3,25 0,62

I-g 0,5 90 125 2,04 0,05

I-f 1,84 90 125 2,04 -0,13

H-i 6,1 45 80 2,49 1,41

En la tabla 14, se indican los difusores que se deben instalar en cada una de las estancias, así como el caudal que son capaces de trasegar y la pérdida de presión que producen.

Tabla 14. Difusores instalados. Fuente: elaboración propia

[m3/h]

C-e Oficina Difusor de techo TROX TECHNIK ADLR Tamaño 4 600 1,33 E-c Sala de juntas Difusor de techo TROX TECHNIK ADLR Tamaño 3 400 1,33 F-b Vestuario femenino Difusor de techo TROX TECHNIK ADLR Tamaño 3 300 0,71

G-I - - - -

I-g Aseo masculino Difusor de techo TROX TECHNIK ADLR Tamaño 1 100 0,82 I-f Aseo femenino Difusor de techo TROX TECHNIK ADLR Tamaño 1 100 0,82 H-i Aseo minusválidos Difusor de techo TROX TECHNIK ADLR Tamaño 1 100 0,82 Finalmente, si tenemos en cuenta cada una de las pérdidas de presión que se producen en los tramos indicados, se obtienen los siguientes resultados:

Tramo

[mm.c.a]

Pérdida de carga en el difusor [mm.c.a]

(52)

15

C-e 0,21 1,33 1,54

E-c 0,08 1,33 1,40

F-b 0,10 0,71 0,82

G-I 0,62 - 0,62

I-g 0,05 0,82 0,86

I-f -0,13 0,82 0,69

H-i 1,41 0,82 2,23

8,16

La mayor pérdida de presión se da en el tramo H-i, con un valor de 2,23 mm.c.a, mientras que la suma de las pérdidas de carga de todas las derivaciones asciende a un total de 8,16 mm.c.a.

RED DE EXTRACCIÓN

La red de extracción tiene como objetivo permitir la renovación de aire de los locales. Para ello, extrae el aire de cada una de las estancias. Al igual que ocurre con la red de impulsión, está compuesta por un conducto principal y distintas derivaciones. Sin embargo, la geometría del edificio hace que sea conveniente la subdivisión de dos redes (A y B) tal que se tiene:

1. Red A. Extrae aire de las siguientes estancias:

- Despacho - Sala de juntas - Comedor

- Vestuario femenino - Vestuario masculino

2. Red B. Extrae aire de las siguientes estancias:

- Aseo femenino - Aseo masculino - Aseo minusválidos

Es importante señalar que, dada la situación de la oficina, la extracción de este local se realizará directamente a través de una rejilla a la calle. En el resto de estancias, se proyecta la extracción a través de conductos. La rejilla a instalar en la oficina es del modelo TROX AH AF de 325x225 mm de lamas fijas a 0/15⁰.

Figura 5. Rejilla de extracción TROX AH AF. Fuente: www.trox.es

CONDUCTO PRINCIPAL RED A

(53)

16

En el conducto principal, la velocidad máxima de retorno del aire se ha limitado a 3 m/s. Las características de cada uno de los tramos que componen el conducto principal de la red A de extracción son las expuestas en la tabla 16.

Tabla 16. Dimensionamiento del conducto principal de la red de extracción A. Fuente: elaboración propia

Caudal [m³/h]

Dnorm

[mm]

B-A 3 2250 560 2,54 0,07

C-B 4,37 900 400 1,99 0,09

D-C 4,55 630 355 1,77 0,09

E-D 5,73 360 280 1,62 0,13

d-E 3,6 45 140 0,81 0,05

El conducto principal de la red A empieza en una rejilla de extracción de aire situada en el despacho. La rejilla seleccionada es del modelo AR-A de lamas fijas a 45º sin compuerta de regulación (125x225 mm). Este modelo de rejilla produce una pérdida de carga adicional al circuito de 10 Pa (1,02 mm.c.a), mientras que es capaz de trasegar 100 m³/h de aire.

Figura 6. Rejilla AR-A. Fuente: www.trox.es Tabla 17. Rejillas instaladas. Fuente: elaboración propia

[m3/h]

d-E Despacho AR-A de lamas fijas a 45º sin compuerta de regulación

(125x225 mm) 100 1,02

(54)

17

Tramo

[mm.c.a]

Pérdida de carga en la rejilla [mm.c.a]

B-A 0,07 - 0,07

C-B 0,09 - 0,09

D-C 0,09 - 0,09

E-D 0,13 - 0,13

d-E 0,05 1,02 1,08

1,46

En la tabla 18, se observa que el tramo más desfavorable en cuanto a pérdida de presión es el d-E, con una pérdida de carga de 1,08 mm.c.a. Tiene sentido dado que es el único tramo del conducto principal que dispone de rejilla de extracción. La pérdida de carga total producida en el conducto principal de la red de extracción es de 1,46 mm.c.a.

DERIVACIONES RED A

Las derivaciones se encargan de recoger el aire de cada uno de los locales. A continuación, se exponen las principales características de los tramos que las componen.

Tabla 19. Dimensionamiento de las derivaciones de la red de extracción A. Fuente: elaboración propia

Caudal [m³/h]

Dnorm

[mm]

e-B 2,6 1350 500 1,91 0,04

a-C 1,8 270 250 1,53 0,04

b-D 0,5 270 250 1,53 0,01

c-E 0,5 315 280 1,42 0,01

Por otro lado, en la tabla 20, se indica el modelo y tamaño de las rejillas a instalar en cada tramo.

En dicha tabla se muestra, a su vez, datos referentes al caudal que son capaces de trasegar, así como la pérdida de presión adicional que producirán en el circuito.

Tabla 20. Rejillas instaladas. Fuente: elaboración propia

[m³/h]

e-B Comedor AR-A de lamas fijas a 45º sin compuerta de

regulación (425x425 mm) 1400 2,04

a-C Vestuario masculino

AR-A de lamas fijas a 45º sin compuerta de

regulación (225x225 mm) 300 1,53

(55)

18 b-D Vestuario

femenino

c-E Sala de juntas

Tramo

[mm.c.a]

e-B 0,04 2,04 2,08

a-C 0,04 1,53 1,57

b-D 0,01 1,53 1,54

c-E 0,01 2,76 2,76

7,96

El tramo donde se produce una mayor pérdida de presión es el c-E (2,76 mm.c.a), mientras que la pérdida de carga total que se produce en las derivaciones es de 7,96 mm.c.a.

CONDUCTO PRINCIPAL RED B

Al igual que en el conducto principal de la red A, la velocidad máxima de retorno del aire se ha limitado a 3 m/s. Las características de cada uno de los tramos que componen el conducto principal de la red B de extracción son las expuestas en la tabla 22.

Tabla 22. Dimensionamiento del conducto principal de la red de extracción B. Fuente: elaboración propia

Caudal [m³/h]

Dnorm

[mm]

c-C 3,1 90 125 2,04 0,29

C-B 2,23 180 175 2,08 0,14

B-A 0,45 225 175 2,60 0,04

En el conducto principal de la red B es necesario instalar una rejilla de extracción en el aseo femenino. En la tabla 23, se muestra tanto el modelo como las principales características de la rejilla elegida.

[m3/h]

c-C Aseo

femenino

(56)

19

Tramo

[mm.c.a]

c-C 0,29 0,51 0,80

C-B 0,14 0 0,14

B-A 0,04 0 0,04

0,99

Según lo indicado en la tabla 24, el tramo más desfavorable de la red principal B es el c-C (aseo femenino), con una pérdida de carga de 0,8 mm.c.a. La pérdida de carga total que se produce en el conducto principal B es de 0,99 mm.c.a.

DERIVACIONES RED B

La red de extracción B está compuesta por 2 tramos. Las características que componen dichos tramos vienen recogidas en la tabla 25.

Tabla 25. Dimensionamiento de las derivaciones de la red de extracción B. Fuente: elaboración propia

Caudal [m³/h]

Dnorm

[mm]

b-C 0,5 90 125 2,04 0,05

a-B 0,5 45 100 1,59 0,04

Las rejillas a instalar en ambos casos corresponden con el modelo AR-A de lamas fijas a 45º sin compuerta de regulación y unas dimensiones de 165x225 mm. Este modelo es capaz de trasegar hasta 100 m³/h de aire con sólo una pérdida de presión de 5 Pa (0,51 mm.c.a).

[m³/h]

b-C Aseo masculino AR-A de lamas fijas a 45º sin compuerta de

a-B Aseo

minusválidos

(57)

20

Tramo

[mm.c.a]

b-C 0,05 0,51 0,56

a-B 0,04 0,51 0,55

1,11

La pérdida de carga que se produce en ambas derivaciones es muy similar, en torno a 0,55 mm.c.a. En total, la pérdida de presión en las derivaciones de la red B es de 1,11 mm.c.a.

PUNTO MÁS DESFAVORABLE

Con el objetivo de instalar el ventilador más adecuado, se ha realizado un estudio para conocer el punto más desfavorable de la instalación.

Se ha decidido que el ventilador se instalará en el punto A de la red de impulsión. Desde este punto, se puede asegurar el caudal de aire necesario en cada estancia, mientras que, si se hubiera instalado en la red de extracción, hubieran sido necesarios al menos 3 extractores, uno por cada red de extracción (red A y red B) y otro para la oficina.

Los posibles puntos más desfavorables corresponden con los siguientes:

Tabla 28. Posibles puntos más desfavorables. Fuente: elaboración propia

Punto Local

a Vestuario masculino b Vestuario femenino

c Sala de juntas

d Despacho

e Oficina

f Aseo femenino

g Aseo masculino

h Comedor

i Aseo minusválidos

Según los cálculos realizados (ver Anexo I), el punto más desfavorable de la instalación de ventilación es el punto h, correspondiente con el comedor. La pérdida de carga producida en el recorrido hasta el punto h es de 4,53 mm.c.a.

VENTILADOR

El ventilador que se instale en el punto A de la red de impulsión debe vencer la pérdida de carga producida en el trayecto más desfavorable, es decir, el que discurre entre el punto A y el punto h (comedor).

Se da por hecho que, si el ventilador es capaz de vencer la pérdida de presión de este trayecto, será capaz de vencer el resto de tramos dentro de la instalación.